KR100901971B1 - Apparatus for scanning a user's touch in touch screen - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적외선 터치 스캐닝 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 펄스 형 적외선 송수신 방식으로 물체의 위치를 측정하여 초고속 물체 검지 기능 및 다점 좌표를 처리가 가능한 자동화기기에 사용되는 터치스크린의 좌표 스캐닝 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared touch scanning module, and more particularly, to a coordinate scanning apparatus of a touch screen used in an automated apparatus capable of processing an ultra-fast object detection function and multi-point coordinates by measuring an object's position in a pulsed infrared transmission and reception method. will be.
적외선터치는 일반적으로 배열된 적외선 송수신 소자들의 물체의 가림에 의한 송수신 결과에 따라 물체의 위치를 측정한다. 적외선 신호는 수십에서 수백KHz의 교류 신호로 방사한 후, 물체의 유무에 따라 수집된 교류 신호를 평균하여, 신호의 크기를 측정한다.Infrared touch generally measures the position of an object in accordance with the transmission and reception result of the object of the infrared transmission and reception elements arranged. The infrared signal is radiated as an AC signal of several tens to hundreds of KHz, and then averages the collected AC signals according to the presence or absence of an object, and measures the size of the signal.
하지만 이 방식은 수집된 교류 신호를 평균내기 위한 시간과 고주파 신호에 의한 적외선 송수신 소자들의 주파의 반응의 현저한 저하로 인해, 감도 및 전체 반응 속도의 제약을 가져온다. However, this method brings limitations of sensitivity and overall response speed due to the time for averaging the collected AC signals and the remarkable degradation of the frequency response of the infrared transceiver elements by the high frequency signal.
또한 동시에 발광부와 수광부를 작동하는 종래의 방식에 따르면, 다른 광원에 의해서 서로 간섭되어 수신부에서 정확한 신호의 수신을 기대할 수 없고 결과적으로 정확한 좌표를 산출해 낼 수가 없게 된다.In addition, according to the conventional method of operating the light emitting unit and the light receiving unit at the same time, it is interfered with each other by different light sources, so that the reception unit cannot expect to receive the correct signal, and as a result, it is impossible to calculate the correct coordinates.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,As to solve the above problems,
본 발명의 과제는 종래에 터치스크린에 사용되는 발신 및 수신소자를 포함하는 단위 모듈보다 신속한 좌표의 산출이 용이한 적외선 방식의 단위 모듈을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an infrared type unit module that is easier to calculate coordinates faster than a unit module including a transmitting and receiving element used in a conventional touch screen.
또한 본 발명의 과제는 상술한 단위 모듈을 이용함과 동시에 전체적인 스캔속도를 향상시키는 수단을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a means for improving the overall scan speed while using the above-described unit module.
또한 본 발명의 과제는 이러한 스캔 속도 향상 수단을 이용하여 정확한 터치의 좌표를 산출하는 수단을 제공하는데 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a means for calculating the coordinates of the correct touch using the scan speed improving means.
또한 본 발명의 과제는 물체의 지름을 산출하는 수단을 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide a means for calculating the diameter of an object.
또한 본 발명의 과제는 다중 좌표와 각 터치마다 지름을 산출하는 수단을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a means for calculating a multi-coordinate and a diameter for each touch.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the above technical problem,
터치스크린 입력장치에 사용되는 단위 입력 모듈에 있어서 본 발명에 의한 적외선 단위 모듈은 발신부, 수신부 및 카운트부를 포함한다.In the unit input module used in the touch screen input device, the infrared unit module according to the present invention includes a transmitter, a receiver, and a counter.
발신부는 펄스형 적외선 신호를 전송한다.The transmitter transmits a pulsed infrared signal.
수신부는 발신부로부터 전송되는 적외선 신호를 전송받아 기준접압 이상의 신호가 수신된 주파수대역에서만 일정신호를 발생시킨다.The receiver receives an infrared signal transmitted from the transmitter and generates a predetermined signal only in a frequency band in which a signal having a reference voltage or more is received.
카운트부는 상기 수신부로부터 출력되는 신호와 기준 클럭을 합산한 후 광의 상기 일정신호가 발생한 부분에서의 클럭 개수를 카운트한다.The counting unit sums the signal output from the receiving unit and the reference clock and counts the number of clocks in the portion where the predetermined signal of light occurs.
상기와 같은 적외선 단위모듈을 이용하여 터치스크린의 사용자 터치를 스캐닝하는 장치에 있어서 본 발명에 의한 적외선 터치 스캐닝 모듈은 상기 적외선 단위 모듈 이외에도 신호교차부(Switch), 감지부 및 제어부를 포함한다.In the apparatus for scanning a user touch of a touch screen using the infrared unit module as described above, the infrared touch scanning module according to the present invention includes a signal switch, a sensing unit, and a control unit in addition to the infrared unit module.
이때 적외선 단위 모듈은 상기 터치스크린 스캐닝 영역의 마주보는 변마다 상기 발신부와 수신부가 교호적으로 위치하도록 배치된다.In this case, the infrared unit module is disposed such that the transmitter and the receiver are alternately positioned at opposite sides of the touch screen scanning area.
구동회로는 각 발신부와 수신부의 작동을 온오프시킨다.The driving circuit turns on and off the operation of each transmitter and receiver.
신호교차부는 송수신 신호를 순서적 및 동시적으로 발신부 및 수신부 회로들에 통로 제어 기능을 한다.The signal crossover functions as a path control function for transmitting and receiving signals to transmitter and receiver circuits sequentially and simultaneously.
제어부는 각 적외선 단위 모듈을 일정개수의 군으로 구획하여 각 군마다 하나의 발신부가 적외선 신호를 발신하도록 제어하고, 신호교차부로부터 수신부 구별신호와 수신신호 세기를 전달받아 좌표를 산출한다.The control unit divides each infrared unit module into a certain number of groups, controls one transmitter to transmit infrared signals for each group, and calculates coordinates by receiving a receiver distinguishing signal and a received signal strength from a signal crossing unit.
또한 상기 제어부는 인접하는 적외선 단위 모듈의 군이 서로 반대 방향으로 적외선을 발신하도록 제어할 수 있다.The control unit may control a group of adjacent infrared unit modules to transmit infrared rays in opposite directions.
또한 상기 제어부는 간섭에 의한 효과를 제외한 유효한 세기로 수신된 신호의 최소 좌표값과 최대 좌표값의 평균값을 각 좌표계의 좌표값으로 산출할 수 있다.In addition, the control unit may calculate the average value of the minimum coordinate value and the maximum coordinate value of the received signal with the effective intensity except the effect of the interference as the coordinate value of each coordinate system.
나아가 상기 제어부는 유효한 세기로 수신된 신호가 연속된 여러 개의 군으로 이루어진 경우 각 군마다 최소값과 최대값을 이용하여 다중 좌표값을 산출한다.In addition, the control unit calculates a multi-coordinate value by using a minimum value and a maximum value for each group when a signal received with a valid intensity consists of several consecutive groups.
한편 상기 제어부는 상기 유효한 세기로 수신된 신호의 최소 좌표값과 최대 좌표값의 차를 물체의 지름값으로 산출할 수 있다.Meanwhile, the controller may calculate a difference between the minimum coordinate value and the maximum coordinate value of the signal received with the effective intensity as the diameter value of the object.
나아가 상기 제어부는 유효한 세기로 수신된 신호가 연속된 여러 개의 군으로 이루어진 경우 각 군마다 최소값과 최대값을 이용하여 각 군마다의 지름값을 산출할 수 있다.Further, the control unit may calculate a diameter value for each group by using a minimum value and a maximum value for each group when a signal received with an effective intensity consists of several consecutive groups.
나아가 상기 제어부는 유효한 세기로 수신된 신호가 연속된 여러 개의 군으로 이루어진 경우 다점입력으로 판단하여 각 군별로 값을 산출할 수 있다.In addition, the control unit may determine the multi-point input when the signal received with the effective intensity is composed of a plurality of consecutive groups and calculate a value for each group.
나아가 산출된 x축 및 y축 지름을 각각 Rx 및 Ry이고 라 할 때 D값이 기 설정된 제한 범위 내에서 입력된 경우에만 정상적인 입력으로 판단하는 후처리 모듈을 더 포함할 수 있다.Furthermore, the calculated x and y axis diameters are Rx and Ry, respectively. In this case, the D-processing module may further include a post-processing module that determines that the input is normal only when it is input within a preset limit.
다른 한편 터치스크린을 일정영역으로 분할하여 각 분할영역마다 대표 좌표값을 설정하고 상기 다점입력에 의한 각 좌표군이 특정 분할영역에 포함되는 경우 대표 좌표값을 해당 입력에 대한 좌표값으로 인식하는 후처리 모듈을 더 포함할 수 있다.On the other hand, by dividing the touch screen into a predetermined area, the representative coordinate value is set for each divided area, and when each coordinate group by the multi-point input is included in a specific divided area, the representative coordinate value is recognized as the coordinate value for the corresponding input. It may further include a processing module.
다른 한편 다점입력에 의한 좌표군이 연속적으로 변화하는 경우 i번째 읽은 물체의 지름 의 k번째 이후의 변화 를 산출하여 P가 0보다 크면 당기기로 그렇지 않으면 밀기로 판단하는 후처리 모듈을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the diameter of the i-th read object when the coordinate group is continuously changed by multi-point input Since the kth of If the P is greater than 0 to calculate the may further include a post-processing module to determine to pull or push.
다점입력에 의한 좌표군이 연속적으로 변화하는 경우 i번째 측정시에 측정된 n번째 좌표군과 m번째 좌표군의 x, y축상의 좌표를 와 로 산출하고, k번째 이후의 x축 및 y축상 각각의 좌표변화 와 을 산출하여 각각의 Z값이 0보다 작으면 확대 0보다 크면 축소로 판단하는 후처리 모듈을 더 포함할 수 있다.When the coordinate group is changed continuously by multi-point input, the coordinates on the x and y axes of the nth and mth coordinate groups measured at the i th measurement are measured. Wow And change the coordinates on the x and y axes after kth Wow The method may further include a post-processing module that determines that each Z value is smaller than 0 and enlarged when larger than zero.
다점입력에 의한 좌표군이 연속적으로 변화하는 경우 i번째 측정시에 측정된 n번째 좌표군과 m번째 좌표군의 x, y축상의 좌표를 바탕으로 이 두점의 기울기 를 산출한 후 k번째 이후의 기울기 변화 를 산출하여 T값의 부호에 따라 회전의 방향을 판단하는 후처리 모듈을 더 포함할 수 있다.When the coordinate group is changed continuously by multi-point input, the slope of these two points is based on the coordinates on the x and y axes of the nth and mth coordinate groups measured at the i th measurement. Inclination after kth after calculating The method may further include a post-processing module configured to determine the direction of rotation based on the sign of the T value.
상술한 본 발명의 구성상의 특징으로부터,From the structural features of the present invention described above,
본 발명은 종래에 터치스크린에 사용되는 발신 및 수신소자를 포함하는 단위 모듈보다 신속한 좌표의 산출이 용이하게 한다.The present invention facilitates faster calculation of coordinates than a unit module including a transmitting and receiving element conventionally used in a touch screen.
또한 본 발명은 단위 모듈군 개념을 도입하고 발신 신호를 교차적으로 이루어지도록 함으로써 전체적인 스캔속도를 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the overall scan speed by introducing the concept of a unit module group and by making the outgoing signal cross.
또한 본 발명은 정확한 터치의 좌표와 지름을 산출하도록 할 수 있으며 동시에 다중 터치가 이루어지더라도 각각의 좌표와 지름을 산출할 수 있도록 한다.In addition, the present invention can calculate the coordinates and diameter of the correct touch, and at the same time to calculate the coordinates and diameter of each even if multiple touch is made.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1. 적외선 단위 모듈(100)의 구성1. Configuration of the
적외선 단위 모듈은 터치스크린 입력장치를 구성하는 적외선 입력 모듈의 단위를 이루는 장치로서 [도 1]과 같이 구성된다. 이러한 단위 모듈을 다수 구비하여 하나의 터치스크린 입력장치를 구성하게 된다. 아래에서 구체적으로 설명한다.The infrared unit module is a device constituting the unit of the infrared input module constituting the touch screen input device is configured as shown in FIG. A plurality of such unit modules are provided to configure one touch screen input device. It will be described in detail below.
[도 1]에서 적외선 발신부(108)는 발신 신호 112와 같은 펄스형 신호를 증폭하는 증폭기(111), 발광소자(109), 신호 스위치(110)와 신호 스위칭 신호(TR)를 가지고 있다.In FIG. 1, the
수신부(116)는 수신소자(106), 신호 스위치(105), 수신된 신호(113)를 가공하는 협 대역 필터(104), 이 신호와 기준 전압 REF와 비교하여, 114와 같은 신호를 출력하는 비교기(103)로 구성된다.The
비교기(103)에서 출력된 신호는 기준 주파수 115(CLK)를 AND 로직(102)으로 합산한 후, 이 주파수를 주파수 카운터(101)를 통해서 광의 크기가 기준전압 REF보다 클 때, 기준 클럭(Clock; 115)의 개수를 카운트하여, 수신광의 크기를 디지털로 변환하게 된다.The signal output from the
[도 2]를 참조하여 적외선 단위 모듈의 원리에 대하여 설명한다.The principle of the infrared unit module will be described with reference to FIG. 2.
적외선 단위 모듈(100)을 발신부(106)와 수신부(116)의 사이에 물체의 간섭정도에 따라 201 내지 203의 경우로 나누어 설명한다. 즉, 발신부가 펄스 신호(204)를 전송 할 때, 송수신 소자에 물체가 없는 경우(201)와, 물체가 전송되는 발신광의 50%정도 감쇄하여 전송하는 경우(202)와, 물체에 의해서 전체 송수신이 감쇄된 경우(203)으로 나누어 설명한다.The
발신부(106)와 수신부(116)의 사이에 물체가 없는 경우(201)의 결과는 205와 같이 전체신호는 REF를 기준으로 가장 긴 Duty cycle값을 출력한다. 이 결과는 [도 1]의 102와 101을 통해 클럭의 개수 CLK(n)를 출력한다.In the case where there is no
물체가 전송되는 발신광의 50%정도 감쇄하여 전송하는 경우(202)는 사이에 물체가 없는 경우(201)보다 약 50%정도 CLK(n)을 출력하고, 물체에 의해서 전체 송수신이 감쇄된 경우(203)는 CLK(n)이 0으로 출력된다.When the object attenuates and transmits about 50% of the transmitted light (202), it outputs about 50% CLK (n) than when there is no object (201) in between, and when the entire transmission / reception is attenuated by the object ( 203 outputs CLK (n) as zero.
위와 같은 작동은 전송되는 신호가 전체 광의 크기에 비례하고, 각각 [도 2]의 205 내지 207의 그래프에 점선으로 표시된 바와 같이 REF와 수신신호가 같은 값은 가지는 위치에서 수신값이 최대값일 때의 기울기에 비례하며, 이 비례 정도는 비교기(103)에 의해서 출력되는 신호의 Duty cycle에 비례하는 원리를 바탕으로 한다.The above operation is performed when the received value is the maximum value at the position where the transmitted signal is proportional to the total light intensity and the REF and the received signal have the same value as indicated by the dotted lines in the graphs of 205 to 207 of FIG. Proportional to the slope, this proportional degree is based on the principle proportional to the duty cycle of the signal output by the
즉 이와 같은 방식은 [도 3]에 도시된 바와 같이 한 사이클의 발신신호(b1)로부터 수신된 수신신호(b2)를 기준전압(REF) 이상의 대역만을 통과시키도록 대역패스필터(BPF)에 통과시킨 후의 출력파형([도 1]의 114 참조)에 해당하는 클럭신호(b3; [도 1] 115참조)만을 카운팅하는 방식으로서, 다수의 사이클 신호(a1)에 대한 전체 수신주파신호(a2)의 평균값(RMS)을 ADC로 읽어 적외선의 크기를 읽어 들이는 종래의 방식에 비해 매우 빠른 신호 측정이 가능하다. 예를 들어 100KHz/10Cycle 신호를 이용하는 종래의 방식에 비하여 100KHz/1 Cycle만으로 터치 인식을 할 수 있는 본 발명의 경우 산술적으로 10배 이상의 속도 개선이 이루어지게 된다.In other words, this method passes through the band pass filter BPF so that the received signal b2 received from one cycle of the outgoing signal b1 passes only the band above the reference voltage REF as shown in FIG. The clock signal b3 (see [Fig. 1] 115) corresponding to the output waveform (refer to 114 in [Fig. 1]) after being made, and the total received frequency signal a2 for the plurality of cycle signals a1. Compared to the conventional method of reading the average value (RMS) of the infrared signal to the ADC, it is possible to measure the signal much faster. For example, compared to the conventional method using a 100KHz / 10Cycle signal, the present invention capable of touch recognition with only 100KHz / 1 Cycle is arithmetic improvement of 10 times or more.
또한 비교기(103) 이후의 신호는 모두 디지털이어서 신호의 왜곡이 최소화되는 이점이 있다.In addition, since the signals after the
2. 적외선 터치 스캐닝 모듈(300)2. Infrared
적외선 터치 스캐닝 모듈에서 적외선 단위 모듈(100), 즉 송수신 소자의 송수신을 통한 위치 결정이 반응속도를 결정하는 최대 요인이다. 본 실시예는 반응 속도를 향상시키기 위하여 [도 4]과 같이 구성하였다.In the infrared touch scanning module, positioning of the
본 실시예의 적외선 터치 스캐닝 모듈(300)은 종래와 달리 단 방향으로 적외선을 방사하는 방식이 아니라 양방향에서 적외선을 방출하여 사용자의 터치를 스캐닝 하게 된다. 이하 구체적으로 설명한다. The infrared
본 실시예의 적외선 터치 스캐닝 모듈(300)은 발신부 구동 회로(301), 수신부 구동회로(302), 아날로그 스위치(304), 수신부(116), 발신부(108) 및 제어부(317)로 구성된다.The infrared
적외선 단위 모듈(100)의 발신부(108)와 수신부(116)는 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 적외선 펄스 신호의 송수신을 통하여 물체의 간섭여부를 수치화하게 된다. The
[도 4] 및 [도 5]에서,4 and 5,
는 현재 작동하지 않는 116 수신부 모듈을, 116 receiver module not currently working,
는 현재 작동하지 않는 108 발신부 모듈을, 108 callout module, currently not working
는 현재 작동하는 116 수신부 모듈을, 116 receiver module currently operating,
는 현재 작동하는 108 발신부 모듈로 정의할 때, Is defined as the 108 calling module that is currently working,
본 실시예에서는 [도 5]의 401에 도시된 바와 같이 하나의 모듈군 당 8개의 소자가 배치되는데, 발신부(118)와 수신부(116)는 교호적으로 배치되어 있으며 이웃하는 모듈군(402)은 발신부(118)와 수신부(116)의 순서가 역으로 배치되어 있다.In the present embodiment, as shown in 401 of FIG. 5, eight elements are arranged in one module group, and the transmitting unit 118 and the receiving
각 모듈군은 적외선 신호를 발신하는 발신부(106; [도 4]의 309참조)와 이를 수신하는 수신부(116; [도 4]의 306참조)가 각각 마주보도록 배치하게 된다. 마주보도록 배치된 양 모듈군(401 및 402)을 한 쌍의 모듈군이라고 정의한다.Each module group is arranged such that the transmitter 106 (see 309 of FIG. 4) for transmitting an infrared signal and the receiver 116 (see 306 of [FIG. 4]) for receiving the infrared signal face each other. Both
한 쌍의 모듈군을 터치스크린 상에서 상하와 좌우 각각에 연속적으로 배치하고 작동하는 각 모듈군의 좌표를 감지부(304)가 감지하도록 한다. 각 감지부(304)는 터치스크린 상을 X축 및 Y축으로 분할한 후 신호가 검출되는 각 모듈 또는 한쌍의 모듈군의 좌표 및 적외선의 세기를 출력할 수 있도록 한다.The
이때의 작동방식을 [도 4] 및 [도 5]를 참조하여 설명한다. [도 5]는 시간적 흐름에 따라 A, B 및 C로 진행이 됨을 나타내고 있다.The operation at this time will be described with reference to [FIG. 4] and [FIG. 5]. 5 shows progressing to A, B and C over time.
한 모듈군에서는 [도 5]의 A에 도시된 바와 같이 첫 번째 발신부(106)와 수신부(116)가 작동하면 다음으로는 B에 도시된 바와 같이 순차적으로 이웃하는 두 번째 발신부(106)와 수신부(116)가 방향만 바뀌어 작동하게 된다. 같은 방식으로 마미막 소자의차례가 되면 C에 도시된 바와 같이 작동하게 된다.In one module group, as shown in A of FIG. 5, when the
이때 좌우로 인접하는 한 쌍의 모듈군은 [도 4]의 309, 307 312와 같이 인접하는 한쌍의 모듈군과 역방향으로 적외선을 방출을 시작하게 된다. 이렇게 각각의 인접하는 모듈군 마다 동시에 적외선을 발신하는 발신부(106)의 방향이 달라짐에따라 서로의 간섭을 최소화할 수 있게 된다.At this time, the pair of modules adjacent to the left and the right start to emit infrared rays in the opposite direction to the pair of adjacent modules such as 309 and 307 312 of FIG. 4. As the direction of the transmitting
또한 이렇게 8개의 송수신 소자를 하나의 군으로 하여 적외선을 방사하도록 함으로써 단순히 터치스크린을 X, Y축으로 나누어 순차적으로 스케닝하는 방식에 비해 8배 이상 고속으로 CLK(n)을 계산할 수 있다.In addition, by radiating infrared rays by using eight transmitting / receiving devices as one group, the CLK (n) can be calculated at least eight times faster than the method of sequentially dividing the touch screen into X and Y axes and sequentially scanning the touch screen.
이때 총 배치된 적외선 단위 모듈(100)의 개수는 스캐닝 해상도와 관련된다. 즉 적외선 단위 모듈(100)을 많이 배치하면 할수록 더욱 정밀한 스캔이 가능하게 된다.In this case, the total number of the
3. 좌표 및 지름 계산3. Calculation of coordinates and diameter
이때 [도 6]을 참조하여 적외선 수신에 의한 좌표 계산을 상세하게 설명하면 다음과 같다.In this case, the coordinate calculation by the infrared reception will be described in detail with reference to FIG. 6.
각각의 X, Y에 대한 CLK(n)은 상술한 방식으로 제어부(317)의 메모리에 저장 된 후 다음과 같이 계산된다.CLK (n) for each X and Y is stored in the memory of the
F를 카운터의 최대값 255로 규정할 때,When F is defined as the maximum value of the counter 255,
가 된다. Becomes
한편, 임계값 A를 설정하고 이 값이 일 때를 물체(10)에 의해서 적외선 신호가 간섭받는 정도를 감안한 유효 계산값으로 규정한다.On the other hand, you set threshold A, which is Is defined as an effective calculated value considering the degree to which the infrared signal is interfered by the
이때 좌표를 최초의 유효값과 최후의 유효값을 이용하여 다음과 같이 산출한다.At this time, the coordinates are calculated as follows using the first valid value and the last valid value.
이때 이고, n=0,1,2,…이며, L은 논리적인 좌표의 최대크기(예를 들어 65535)이고, 는 X축 수발신 모듈(LED)의 개수이다. 한편, n은 첫 번째 시작하는 유효값을 의미하며, m은 마지막 가려지는 유효값을 의미하는 것으로서, 물체에 의해서 가려지는 모듈의 개수는 m-n (m>n)이 된다. 이는 x 및 y축이 마찬가지로 공통된다. At this time And n = 0,1,2,... L is the maximum size of logical coordinates (eg 65535), Is the number of X-axis receiving and receiving modules (LEDs). On the other hand, n means the first valid value, m means the last valid value, the number of modules covered by the object is mn (m> n). This is common for the x and y axes as well.
이 경우 좌표값은 아래와 같이 두 유효값의 평균을 구하여 구하게 된다.In this case, the coordinate value is obtained by calculating the average of two valid values as follows.
이어서 다른 좌표축인 Y축에 대하여도 마찬가지 방법으로 좌표를 산출하게 된다.Subsequently, the coordinates are calculated in the same manner with respect to the other Y-axis.
물체(10)의 지름은 다음과 같이 계산된다.The diameter of the
J는 물체(10)가 여러 개 놓여있는 경우 즉, 연속되는 유효값이 여러개의 군으로 측정되는 경우 각각의 군을 하나의 물체로 인식하여 각각의 물체의 위치 및 지름을 나타내는 인덱스이다.J is an index indicating the position and diameter of each object by recognizing each group as one object when
4. 다중좌표 계산4. Multi-coordinate calculation
한편, 유효한 세기로 수신된 신호가 좌표계를 기준으로 연속적으로 나타난 군이 여러 개인 경우에는 적어도 두 개 이상의 터치가 있는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우에는 각 연속된 값이 이루는 군을 하나의 터치로 판단하고 상술한 방법에 따라 각각의 좌표와 지름을 구하면 된다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when there are several groups in which a signal received with a valid intensity is continuously displayed based on a coordinate system, it may be determined that there are at least two touches. In this case, it is necessary to determine the group of each successive value with one touch and to obtain respective coordinates and diameters according to the above-described method. This will be described in detail as follows.
다중좌표 계산을 위한 순서도를 [도 8]에 도시하였다.A flowchart for calculating multi-coordinates is shown in FIG. 8.
제어기(317)의 메모리에 좌표계산을 위해 스캔된 C(n)들을 저장한다.(S10) 다음으로 X축 또는 Y축에 대한 Index I와 다중 좌표의 개수 J를 초기화한다.(S20) 이어서 간섭 받은 수신 모듈의 인덱스 m을 초기화한다.(S30) 이 때 임계값 C(I) > A인 경우, 즉 물체에 의해서 수신부가 간섭 받는지를 판단하여(S40) 간섭받는 의미의 값일 경우에는 I와 m의 값을 하나씩 증가시키고 단계 S40로 이동하고(S50), 간 섭받지 않는 의미의 값인 경우에는 m>0인지 여부 즉 간섭받은 모듈이 있는지 여부 를 판단하게 된다(S60).The scanned C (n) s are stored in the memory of the
이때 m> 0이면 위의 수식을 바탕으로 좌표 및 지름 정보를 메모리에 저장하고(S80), J 값을 하나 증가시킨 후(S90), 마지막 X축 수신 모듈인지를 판단하여 마지막 모듈이 아닌 경우 단계 S30으로 이동하고 그렇지 않으면 다시 같은 방식으로 Y축 좌표를 측정한다.In this case, if m> 0, the coordinate and diameter information is stored in the memory based on the above formula (S80), and the J value is increased by one (S90). Move to S30 otherwise measure the Y-axis coordinates in the same manner again.
한편 m=0이면, I값을 하나 더 증가시킨 후(S70), 단계 S30으로 이동한다. On the other hand, if m = 0, the value of I is increased by one more (S70), and then the process moves to step S30.
각각의 좌표는 , 으로, 각각의 지름은 , 으로 표현된다.Each coordinate is , , Each diameter , It is expressed as
여기서 X축을 기준으로 얻어지는 J가 N이고, Y축의 경우 M이면 총 조합되어 얻어지는 다중좌표들의 개수는 N x M으로 계산된다.Here, if J obtained based on the X axis is N, and in the case of M in the Y axis, the number of multi-coordinates obtained by the total combination is calculated as N × M.
다만, [도 7]에 도시된 바와 같이 실제 물체를 801과 802로 가정하면 804와 803이 허상에 해당한다. 허상은 실상에 의해서 가려져 물체 존재 유무를 판단하지 못하는 위치가 되나 X, Y 축 이외에 이를 확인하기 위한 적외선 단위 모듈을 설치함으로서 허상의 위치를 정확하게 파악할 확률이 높아지게 된다.However, as shown in FIG. 7, when the real objects are assumed to be 801 and 802, 804 and 803 correspond to virtual images. The virtual image is masked by the real image, and the position of the object cannot be determined. However, by installing an infrared unit module for verifying this in addition to the X and Y axes, the probability of accurately identifying the position of the virtual image is increased.
5. 후처리 단계5. Post-Processing Steps
한편, [도 9]는 계산된 좌표를 메모리에 저장한 후, 다양한 입력 장치로 연 결되는 예를 나타내는 블록도이다. 제어기(701)에 저장된 좌표데이터는 유선방식인 USB/SERIAL/PS2등의 인터페이스를 통해 정보기기의 Host driver(706)에 물리적으로 연결된다. 또한 무선 모뎀(702)을 통해 정보기기 쪽 모뎀(704)으로 전달되어 표준 유선 방식인 USB/SERIAl/PS2들의 물리적인 인터페이스를 경유하여 Host driver(706)으로 연결하는 것도 가능하다.9 is a block diagram illustrating an example in which the calculated coordinates are stored in a memory and then connected to various input devices. The coordinate data stored in the
이후 연결된 표준 HID (Human Interface Device) 드라이버(707)형식으로 연결된 후, 후처리 모듈(711)에 의해서 데이터를 후 가공한 후, 일반 입력장치(예를 마우스 -일반적으로 단일점 인식장치)로 좌표 정보를 전송하거나, 정보 단말기의 다른 응용프로그램(710)이 효율적으로 데이터를 활용할 수 있도록 Event(708)와 공유메모리 기법을 이용하여, 특정 Event가 각종 프로그램(710)에 전달되고, 동시에 고유메모리에 데이터를 저장하여 응용프로그램이 이 메모리로부터 데이터를 읽어 갈수 있도록 하거나, 일반 적인 TCP/IP 서버(709)를 통해 응용 프로그램이 표준 프로그램 형식으로 데이터를 엑세스를 가능하도록 구성될 수 있다.After being connected in the form of a standard HID (Human Interface Device)
한편, 후처리 모듈(711)에서의 작업은 [도 10]에 도시된 바와 같이 host driver로부터 입력된 좌표들을 바탕으로 조건처리하는 단계(S200), 위치 데이터의 전송을 제어하는 전송 조건 단계(S210)와 물체(들)의 괘적(trace)을 결정하는 경로 결정단계(S220) 및 데이터들을 어려가지 전송 형식으로 전송하는 단계(S230)로 이루어진다.On the other hand, the job in the
host driver로부터 입력된 좌표들을 바탕으로 조건처리하는 단계(S200)에서는 아래와 같이 지름제한, 그리드 영역제한, 개수제한, 순서제한 등의 기능을 선택적으로 수행할 수 있다. 이하 각각의 기능에 대하여 설명한다.In the step S200 of processing conditions based on the coordinates input from the host driver, functions such as diameter limit, grid area limit, number limit, and order limit may be selectively performed as follows. Each function will be described below.
먼저, 지름제한은 각각의 물체의 지름을 으로 계산할 때 (최소값 < D < 최대값), (최소값 < D 그리고 D > 최대값)이라는 조건을 만족할 때, 물체의 적외선 면의 터치로 인식한다. 이 방식은 특정한 지름을 갖는 물체만을 터치로 인식하여 오작동을 최소화하는 기능을 제공한다.First, the diameter limit is the diameter of each object When it is calculated as (Min <D <Max) and (Minimum <D and D> Max), it is recognized as touch on the infrared side of the object. This method provides the function of minimizing malfunctions by detecting only an object having a specific diameter as a touch.
그리드 (Grid) 영역제한은 [도 11]에서와 같이 전체 영역을 각각 논리적으로 Gx 1103와 Gy1104로 부분으로 등분하여 생성되는 영역 각각의 좌표들간의 복잡도를 최소하기 위한 기능으로서, 1102와 1101의 경우와 같이 좌표의 집합이 이 영역보다 작으면 중심 값만을 선택하여 하나의 좌표로 인식하는 영역 제한 기능이다. 이 기능을 통해 좌표의 복잡도를 줄이고 넓은 영역에서의 움직임만을 좌표로 인정하도록 하는 기능을 제공한다.Grid region limitation is a function for minimizing the complexity between coordinates of the regions generated by logically dividing the entire region into portions, as shown in FIG. 11, respectively, as
개수제한은 순차적으로 입력되는 좌표들에서 N번째 좌표만 이하만 허용 또는 제한하는 기능을 제공하여 원치않는 터치를 최소로 하는 기능이며, 순서제한은 좌표의 제공에서 첫 번째 또는 N번째 입력만을 좌표로 제공하는 식으로 제한하는 기능이다. The number limit is a function that minimizes unwanted touches by providing a function that allows or restricts only the Nth coordinate or less from sequentially input coordinates, and the order limit is the first or Nth input only in the provision of the coordinates. It's a feature that you can limit.
단계 S220에서는 자동 및 수동으로 전송 조건을 제공하여, 한 점 좌표만을 표시하는 표준입력장치 드라이버와 호환되는 데이터를 생성 및 전송하는 기능을 제 공한다.In step S220, a transmission condition is automatically and manually provided to provide a function of generating and transmitting data compatible with a standard input device driver displaying only one point coordinate.
단계 S230에서는 다중 터치로부터 스캐닝되는 좌표의 변화를 바탕으로 다음과 같은 기초적인 물체의 행위를 인지하는 기능을 제공한다. 기초행위 인식은 밀고 당기기, 확대/축소, 회전등을 일예로 들 수 있다.In operation S230, a function of recognizing the following basic object behavior is provided based on a change in coordinates scanned from multiple touches. Basic behavioral recognition may be, for example, push and pull, zoom, or turn.
밀기 및 당기기는 i번째 읽은 물체의 지름 의 변화 을 바탕으로 P > 0이면 당기기로, 그렇지 않으면 밀기로 판단하고, 그 크기는 P/k로 밀기 및 당기기 면적의 변화에 비례하여 계산된다.Push and pull is the diameter of the i th read object Change If P> 0, it is determined as pulling, otherwise it is determined as pushing, and its size is calculated in proportion to the change of pushing and pulling area at P / k.
확대/축소는 i번째 측정시에 측정된 n번째 좌표군과 m번째 좌표군의 x, y축상의 좌표를 와 로 산출하고, k번째 이후의 x, y축상의 좌표변화 와 을 산출하여 각각의 Z가 Z < 0이면 확대, Z > 0이면 축소로 판단하고, 이 확대와 축소의 크기는 절대값 Z/k로 계산하여, 이동 속도가 확대 및 축소에 크기에 비례하도록 계산한다.Zoom in / out is the coordinates on the x and y axes of the nth and mth coordinate groups measured at the i th measurement. Wow Calculated by, the coordinate change on the x and y axis after kth Wow It is determined that each Z is zoomed in when Z <0, and zoomed out when Z> 0, and the magnitude of the zoom in and zoom out is calculated by the absolute value Z / k, so that the moving speed is proportional to the zoom in and zoom out. do.
회전은 i번째 측정시에 측정된 n번째 좌표군과 m번째 좌표군의 x, y축상의 좌표를 바탕으로 이 두점의 기울기 를 산출한 후 k번째 이후의 기울기 변화 를 산출하여 T < 0 이면 오른쪽 회전, T > 0 이면 왼쪽 회전으로 판단하고, 회전의 크기는 T/k의 절대값에 비례하도록 계산한다. Rotation is the slope of these two points based on the coordinates on the x and y axes of the nth and mth coordinate groups measured at the i th measurement. Inclination after kth after calculating If T <0, it is determined to be right turn, and if T> 0, it is determined to be left turn, and the magnitude of rotation is proportional to the absolute value of T / k.
다중점에 의한 기초 행위 인지를 인식하기 위한 알고리즘은 [도 12]와 같다.An algorithm for recognizing basic behavior by multiple points is shown in FIG. 12.
먼저 좌표읽기 횟수i와 k를 초기화한다(S300). 다음으로 위의 기초 행위 인 지에 해당하는 측정값을 읽어들인다(S310). 이후 측정값을 계산하여(S320), 각각의 측정값이 임계값 G보다 크면(S330) 응용프로그램에 계산값을 전송(S360)하고 i=k로 초기화한 후(S350) 다시 단계 S310으로 이동한다. 측정값이 임계값보다 작으면 다음 시간 좌표 읽기를 통해 같은 작업을 반복한다.(S340)First, the coordinate reading counts i and k are initialized (S300). Next, the measurement value corresponding to the above basic behavior recognition is read (S310). After the measured value is calculated (S320), if each measured value is greater than the threshold value G (S330), the calculated value is transmitted to the application (S360) and initialized to i = k (S350), and then the process moves back to step S310. . If the measured value is smaller than the threshold value, the same operation is repeated by reading the next time coordinate (S340).
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 터치스크린의 좌표입력장치로 구현될 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical spirit of the present invention is not limited to the above-described preferred embodiments, and coordinates of various touch screens are not limited to the technical spirit of the present invention specified in the claims. It can be implemented as an input device.
도 1은 본 발명에 의한 적외선 단위 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an infrared unit module according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 적외선 단위 모듈의 원리를 나타내기 위한 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the principle of the infrared unit module according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 적외선 단위 모듈과 기존의 적외선 단위 모듈의 작동원리를 비교하기 위한 참고도이다.3 is a reference diagram for comparing the operating principle of the infrared unit module and the conventional infrared unit module according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 적외선 터치 스캐닝 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing a configuration of an infrared touch scanning module according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 적외선 터치 스캐닝 모듈의 작동을 나타내기 위한 개략도이다.Figure 5 is a schematic diagram showing the operation of the infrared touch scanning module according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 좌표 계산을 설명하기 위한 개략도이다.6 is a schematic view for explaining the coordinate calculation according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 다중 좌표 계산 중의 허상을 설명하기 위한 개략도이다.7 is a schematic diagram for explaining a virtual image during multi-coordinate calculation according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 다중 좌표 계산과정을 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a multi-coordinate calculation process according to the present invention.
도 9는 본 발명에 의한 스캐닝 과정 이후 다양한 입력 장치로 연결되는 예를 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an example of connecting to various input devices after a scanning process according to the present invention.
도 10은 본 발명에 의한 후처리 모듈에서의 작업단계를 나타내는 순서도이다.10 is a flowchart showing the operation steps in the post-processing module according to the present invention.
도 11은 본 발명에 의한 그리드 영역제한을 설명하기 위한 개략도이다.11 is a schematic diagram for explaining the grid area limitation according to the present invention.
도 12는 본 발명에 의한 다중점에 의한 기초 행위 인지를 설명하기 위한 순 서도이다.12 is a flowchart illustrating the basic behavior recognition by multiple points according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 적외선 단위모듈 101: 주파수 카운터100: infrared unit module 101: frequency counter
102: AND 로직 103: 비교기102: AND logic 103: comparator
104: 협대역 필터 105: 신호스위치104: narrow band filter 105: signal switch
106: 수신소자 108: 발신부106: receiving element 108: transmitting unit
109: 발광소자 110: 신호스위치109: light emitting element 110: signal switch
111: 증폭기 116: 수신부111: amplifier 116: receiver
301: 발신부 구동회로 302: 수신부 구동회로301: transmitter drive circuit 302: receiver drive circuit
304: 감지부 317: 제어부304: detection unit 317: control unit
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